高空舱抽气系统内罚协同优化控制设计与应用

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作者 黄艳 张和洪 +4 位作者 翟超 但志宏 李晓冬 张楼悦 王鹏 《推进技术》 北大核心 2025年第7期235-249,共15页

高空舱抽气调控系统通过协调控制多个调节阀将压缩机组并网至抽气管网,建立起发动机的环境背压,实现发动机试验的飞行高度模拟。针对抽气调控系统多压缩机组并网过程中效率低、压缩机组压比易超出安全裕度以及抽气管网压力控制品质不佳... 高空舱抽气调控系统通过协调控制多个调节阀将压缩机组并网至抽气管网,建立起发动机的环境背压,实现发动机试验的飞行高度模拟。针对抽气调控系统多压缩机组并网过程中效率低、压缩机组压比易超出安全裕度以及抽气管网压力控制品质不佳等问题,提出一种基于内罚函数的协同优化控制方案与算法。针对压缩机组并网安全运行问题,建立基于内罚函数的安全约束压力优化框架;考虑并网效率低、压力控制品质不佳问题,结合自抗扰控制(ADRC)与PI控制,设计基于内罚函数的协同优化控制算法;模拟多种实际试验工况仿真验证所提出的方案与算法。结果表明:相较于当前采用的独立控制,所提算法能确保机组安全运行的同时提高系统并网效率和控制品质。在发动机排气流量突增、突降扰动工况中,被控压力达到设定值的时间缩短了16.5%,流量突增、突降导致的被控压力最大瞬时波动量分别减小了13.4%,15.5%,调节时间缩短了56%,控制稳定无超调,核心控制阀门摆动量从5%降至0.32%。 展开更多

关键词 高空舱 压缩机组 安全约束 内罚函数 协同优化控制

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考虑调相机的风电场稳态-暂态无功协同优化控制 被引量：1

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作者 赵天骐 郭金鹏 +3 位作者 张海燕 王宣元 谢欢 潘学萍 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第24期54-65,共12页

风电场对电网电压的支撑能力薄弱,送出功率波动容易造成并网点电压稳定问题,可通过配置分布式调相机来提升系统电压稳定性。然而,分布式调相机的稳态无功出力会影响其暂态性能,同时会影响风电场的稳态电压安全和网络损耗,导致风电场的稳... 风电场对电网电压的支撑能力薄弱,送出功率波动容易造成并网点电压稳定问题,可通过配置分布式调相机来提升系统电压稳定性。然而,分布式调相机的稳态无功出力会影响其暂态性能,同时会影响风电场的稳态电压安全和网络损耗,导致风电场的稳态-暂态无功协同困难。在此背景下,提出考虑风电机组、电容器以及分布式调相机的风电场稳态-暂态无功协同优化控制策略。首先,以提高系统电压安全裕度和减小风电场网络损耗为目标,设计了典型场景下风电场的稳态无功优化控制策略。其次,分析了不同故障程度下调相机稳态出力对暂态性能的影响;以提升预想故障集下系统暂态电压响应最低点和电压恢复指标为暂态优化目标,在计及稳态性能的基础上,提出了风电场的稳态-暂态无功协同优化控制策略。最后,采用基于粒子群优化算法的改进人工鱼群算法以及PSASP和MATLAB联调的方式对优化模型求解,并通过算例验证了所提无功协同优化策略的有效性。 展开更多

关键词 风电场 调相机 电压安全裕度 稳定 暂态 无功协同优化控制

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知识和数据驱动的污水处理反硝化脱氮过程协同优化控制 被引量：1

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作者 韩红桂 王玉爽 +2 位作者 刘峥 孙浩源 乔俊飞 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1221-1233,共13页

为有效提升城市污水处理过程的脱氮效果,提出一种知识和数据驱动的反硝化脱氮过程协同优化控制(Knowledge-data-driven cooperative optimal control,KDDCOC).所提方法主要有以下两个方面:首先,建立一种基于自适应知识核函数的协同优化... 为有效提升城市污水处理过程的脱氮效果,提出一种知识和数据驱动的反硝化脱氮过程协同优化控制(Knowledge-data-driven cooperative optimal control,KDDCOC).所提方法主要有以下两个方面:首先,建立一种基于自适应知识核函数的协同优化控制目标模型,动态描述出水水质(Effluent quality,EQ)以及泵送能耗(Pumping energy consumption,PE)、关键变量的协同关系;其次,提出一种知识引导的协同优化算法(Knowledge guide-based cooperative optimization algorithm,KGCO),快速准确求解硝态氮(Nitrate nitrogen,SNO)优化设定值,提高KDDCOC的响应速度.KDDCOC利用比例−积分−微分(Proportional-integral-derivative,PID)控制器对硝态氮优化设定值进行跟踪,将提出的KDDCOC应用于城市污水处理过程基准仿真模型1号(Benchmark simulation model No.1,BSM1),实验结果表明,该方法能够提高出水水质,降低运行能耗,有效改善脱氮效果. 展开更多

关键词 污水处理反硝化脱氮过程 知识和数据驱动 协同优化控制 自适应知识核函数 知识引导的协同优化算法

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基于能耗模拟的精密空调温湿度协同优化控制 被引量：2

4

作者 曹昉 郭培林 孙畅 《现代电力》 北大核心 2017年第5期22-29,共8页

精密空调应用广泛,但在精密空调应用场所,空调系统能耗占场所总能耗的很大比例。为优化精密空调运行及节约能耗,建立基于能耗模拟的精密空调温湿度协同控制优化运行模型。采用热平衡理论,结合场所室内设备的散热功率及室外温度变化,建... 精密空调应用广泛,但在精密空调应用场所,空调系统能耗占场所总能耗的很大比例。为优化精密空调运行及节约能耗,建立基于能耗模拟的精密空调温湿度协同控制优化运行模型。采用热平衡理论,结合场所室内设备的散热功率及室外温度变化,建立室内温度设定值与空调负荷的热平衡方程;进一步考虑室内外相对湿度的差异,建立空调加湿与除湿的能耗平衡模型;并以空调运行的经济性和稳定性为目标,建立精密空调温湿度协同控制优化运行模型。采用理想点法和遗传算法对模型求解,实现兼顾稳定及经济性的空调运行方式的优化控制,最后通过算例分析证明模型的正确性和有效性。 展开更多

关键词 能耗模拟 精密空调 协同优化控制 理想点法 遗传算法

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多关节工业机器人BSMC与EPCH协同优化控制 被引量：4

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作者 杨晓宇 于海生 李哲 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2023年第11期112-115,共4页

为了解决多关节工业机器人无法同时具有优越的快速性与准确性的问题,提出了反步滑模控制(BSMC)与误差端口受控哈密顿(EPCH)控制的协同优化控制策略。首先,分别设计了BSMC控制器与EPCH控制器;其次,采用基于机器人关节位置误差的高斯函数... 为了解决多关节工业机器人无法同时具有优越的快速性与准确性的问题,提出了反步滑模控制(BSMC)与误差端口受控哈密顿(EPCH)控制的协同优化控制策略。首先,分别设计了BSMC控制器与EPCH控制器;其次,采用基于机器人关节位置误差的高斯函数作为协同优化控制系数,使系统在BSMC与EPCH之间进行平滑切换,且进一步设计了协同优化控制策略,使多关节工业机器人能够兼具BSMC控制器与EPCH控制器的优点;最后,仿真实验结果表明,所提出的控制策略可以使机器人关节伺服系统同时具有快速的动态响应速度和准确的跟踪精度。 展开更多

关键词 多关节工业机器人 反步滑模 误差端口受控哈密顿 协同优化控制策略

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电动汽车与温控负荷虚拟电厂协同优化控制策略 被引量：13

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作者 屈富敏 赵健 +3 位作者 蔡帜 胡超凡 戴赛 孙芊 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期48-56,共9页

电动汽车和温控负荷以其快速的功率调节能力,成为参与需求侧响应的灵活资源,能够为电网提供调峰调频等辅助服务。首先,分析了电动汽车和温控负荷虚拟电厂建模所需数据,建立了单体入网可控负荷的精细化模型。在此基础上分析上述两种可控... 电动汽车和温控负荷以其快速的功率调节能力,成为参与需求侧响应的灵活资源,能够为电网提供调峰调频等辅助服务。首先,分析了电动汽车和温控负荷虚拟电厂建模所需数据,建立了单体入网可控负荷的精细化模型。在此基础上分析上述两种可控负荷在入网和用能过程中的响应特性,并结合两种可控负荷的接入状态,提出了电动汽车和温控负荷虚拟电厂模型来分析虚拟电厂响应能力的时间分布特性。然后,设计了两类虚拟电厂协同优化控制的实现框架,以经济调控成本最低为目标构建了协同优化控制模型,提出考虑温控负荷用能舒适度和电动汽车接入状态变化的序列排序控制策略。最后,通过典型算例验证了协同优化控制策略的有效性。 展开更多

关键词 电动汽车 温控负荷 虚拟电厂 协同优化控制 序列排序

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船舶信息网络分层递阶-协同控制优化方法

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作者 吴树锦 张诣 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第14期159-163,共5页

船舶信息网络涉及多个子系统,各子系统之间相互耦合,系统结构复杂,导致控制层与数据层的协同控制性能下降。为此,研究船舶信息网络分层递阶-协同控制优化方法。依据船舶信息网络结构分析结果,将控制器协同优化部署与路由节点优化选取作... 船舶信息网络涉及多个子系统,各子系统之间相互耦合,系统结构复杂,导致控制层与数据层的协同控制性能下降。为此,研究船舶信息网络分层递阶-协同控制优化方法。依据船舶信息网络结构分析结果,将控制器协同优化部署与路由节点优化选取作为控制优化目标,以控制器流量负载与链路带宽等为约束,结合近邻传播分域、协同映射及Dijkstra算法,构成双层递阶-协同控制优化方案,实现网络的控制优化。实验结果表明,该方法数据传输速率为40 Mbit/s的最佳路由路径优化选取。网络数据传输抖动峰值与低谷分别为0.19 ms与0.05 ms,网络传输性能稳定。 展开更多

关键词 船舶信息网络 分层递阶 协同控制优化 控制器部署 路由节点选取

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基于多智能体网络的分布式光伏控制参数集群协同策略

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作者 王超 张国鹏 +2 位作者 卢国强 Saleh Mobayen 任星桥 《可再生能源》 北大核心 2025年第10期1391-1397,共7页

随着分布式光伏大规模接入配电网,分布式光伏发电单元、分布式储能与负荷间协调能力弱带来的配电网电压波动,潮流越限及系统振荡等问题日益突出。文章从配电网中接入的分布式光伏发电集群协调下的有功、无功、阻尼等参数出发,首先研究... 随着分布式光伏大规模接入配电网,分布式光伏发电单元、分布式储能与负荷间协调能力弱带来的配电网电压波动,潮流越限及系统振荡等问题日益突出。文章从配电网中接入的分布式光伏发电集群协调下的有功、无功、阻尼等参数出发,首先研究光伏发电单元智能体模型及智能体间通信特性模型建模方法;然后基于多智能体分布式协同控制原理,研究分布式光伏发电集群多运行参数动态协同控制策略模型与算法,实现对分布式光伏电源控制参数的协同控制优化;最后基于东北某地区配电网实际网架结构和分布式光伏接入情况,建立配电网分布式光伏集群运行参数多智能体协同优化控制仿真系统模型,对文章提出的控制策略及算法进行仿真验证。 展开更多

关键词 分布式光伏 多智能体网络 协同优化控制 配电网

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直流电压准无差修正的VSC-MTDC系统协同优化下垂控制 被引量：12

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作者 刘昊宇 刘崇茹 +1 位作者 郑乐 王群乔 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期117-126,共10页

下垂控制凭借多站协同承担不平衡功率的优势,在多端柔性直流输电(VSC-MTDC)系统工程实践中广泛应用,其本质是改变直流电压实现直流潮流再分布来消纳不平衡功率,但直流电压偏离会影响系统安全经济运行。文中通过理论分析下垂控制方式下... 下垂控制凭借多站协同承担不平衡功率的优势,在多端柔性直流输电(VSC-MTDC)系统工程实践中广泛应用,其本质是改变直流电压实现直流潮流再分布来消纳不平衡功率,但直流电压偏离会影响系统安全经济运行。文中通过理论分析下垂控制方式下直流电压无差修正的不可行性,提出一种具备直流电压“准无差”调节能力的VSC-MTDC协同优化下垂控制策略,解决不平衡功率消纳引发的电压偏离问题。设计了附加直流电压控制器,自动调节功率参考值,改善动态过程中的直流电压。以扰动后电压源型换流器有功功率变化最小和直流电压距初始值最近为目标,优化下垂控制功率参考值增量,进行直流电压恢复。仿真研究表明,改进策略能平稳地实现以多个电压源型换流器功率变化最小为代价的直流电压全局最优调节,完成直流电压“准无差”修正。 展开更多

关键词 多端柔性直流输电系统 直流电压 下垂控制 协同优化控制 凸优化 免疫克隆选择算法

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城市交叉路口智能控制与协同优化算法 被引量：2

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作者 张娟萍 韩函 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第12期168-171,共4页

为实现车辆在城市交叉路口顺利通行的同时,减少行车延误和油耗,提出基于交叉口信号配时优化的车辆速度规划协同控制模型。模型首先在传统速度规划模型中引入前车避碰计算,并分不同情况根据前车障碍计算车辆速度调整策略,然后针对传统信... 为实现车辆在城市交叉路口顺利通行的同时,减少行车延误和油耗,提出基于交叉口信号配时优化的车辆速度规划协同控制模型。模型首先在传统速度规划模型中引入前车避碰计算,并分不同情况根据前车障碍计算车辆速度调整策略,然后针对传统信号配时难以保证车辆有效通行的局限,设计了信号配时优化模型,并与速度规划模型组成协同控制模型,通过信号配时优化,在确保车辆顺利通过交叉路口的同时,减少车速调整花幅度,进而减少行车平均延误,仿真实验验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 城市交叉路口 车速规划 信号优化控制 协同优化控制 平均延误

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公交优先交通控制的协同混沌粒子群算法 被引量：7

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作者 蔡延光 黄柏亮 +2 位作者 蔡颢 黄何列 戚远航 《控制工程》 CSCD 北大核心 2019年第4期675-681,共7页

针对区域路网多交叉口公交优先通行协同控制问题,提出了一种区域路网降级建模策略,并基于此策略建立了一种以人均延误最小为目标的区域路网多交叉口交通信号协同优化控制模型;并通过引入混沌优化策略和多种群协同搜索策略,提出了多种群... 针对区域路网多交叉口公交优先通行协同控制问题,提出了一种区域路网降级建模策略,并基于此策略建立了一种以人均延误最小为目标的区域路网多交叉口交通信号协同优化控制模型;并通过引入混沌优化策略和多种群协同搜索策略,提出了多种群协同混沌粒子群算法求解模型。实验表明,所提出的模型和算法具有较好的实用性;所提算法相较于Webster固定配时方案、遗传算法和标准粒子群算法能得到更优的信号配时方案,区域路网的人均延误时间得到了有效降低。 展开更多

关键词 公交优先 粒子群算法 协同优化控制 区域路网 交通信号

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基于直流电压动态修正的柔性多状态开关自适应下垂控制 被引量：2

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作者 马文忠 刘晓丽 +3 位作者 王玉生 孟繁丞 刘星宇 李佳慧 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2673-2681,共9页

为了满足配电网的多种互联需求,柔性多状态开关(flexible multi-state switch,FMSS)已衍生出多种互联应用的技术形态,多端FMSS与双端FMSS相比更具经济性和可靠性,已成为研究热点。传统下垂控制通过改变直流侧电压实现不平衡功率的消纳,... 为了满足配电网的多种互联需求,柔性多状态开关(flexible multi-state switch,FMSS)已衍生出多种互联应用的技术形态,多端FMSS与双端FMSS相比更具经济性和可靠性,已成为研究热点。传统下垂控制通过改变直流侧电压实现不平衡功率的消纳,但直流侧电压的偏离会影响系统安全可靠运行。针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的多端FMSS系统,提出了一种改进型下垂控制策略,根据换流器消纳的有功功率实时动态改变直流电压的参考值和下垂增益,实现了直流电压的无偏差运行,既能避免换流站过载,又能解决不平衡功率消纳引起的电压偏离问题,提高了系统的稳定性。另外,由于MMC自身结构特性和PI参数整定困难,将传统的电流内环改为模型预测控制,并采用典型的二阶Runge-Kutta法对状态方程进行离散化,提高了控制精度。最后基于MATLAB/Simulink仿真软件搭建了四端FMSS系统模型,验证了所提控制策略的可行性与有效性。 展开更多

关键词 柔性多状态开关(FMSS) 模块化多电平换流器(MMC) 直流电压动态修正 自适应下垂控制 改进型下垂控制 协同优化控制

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主动配电网协同优化系统研究 被引量：1

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作者 李庆生 陈飞 +1 位作者 刘东 唐学用 《南方电网技术》 北大核心 2016年第12期2-9,共8页

作为适应未来分布式电源接入容量不断提高的配电网发展趋势,主动配电网具有网络拓扑结构灵活多变,对控制和通信的要求严格等核心特征。主动配电网协同优化系统可以实现主动配电网中多类型可控资源的互补利用。本文针对近年来应用于主动... 作为适应未来分布式电源接入容量不断提高的配电网发展趋势,主动配电网具有网络拓扑结构灵活多变,对控制和通信的要求严格等核心特征。主动配电网协同优化系统可以实现主动配电网中多类型可控资源的互补利用。本文针对近年来应用于主动配电网的协同优化系统的典型结构及其控制模式进行了总结,对不同结构的优势及制约条件进行了分析,并结合国家863课题"集成可再生能源主动配电网关键技术研究及示范"贵州示范现场条件详细讨论了贵州主动配电网协同优化系统的架构并对其功能进行了分析,突出介绍了该示范工程中多维度、分层分区、源荷互动的优化控制结构,期望为后续协同优化系统研究以及主动配电网管理提供参考。 展开更多

关键词 主动配电网 配电管理系统 主动管理 协同优化控制

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单相级联准Z源逆变器有限集模型预测控制 被引量：8

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作者 游云峰 李媛 +1 位作者 肖先勇 方番 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期1-8,共8页

以单相级联准Z源逆变器(quasi-Z-Source Cascaded Multilevel Inverter,qZS-CMI)为研究对象,以提高动态响应速度和降低开关频率为研究目标,提出一种优化有限集模型预测控制策略。首先,在分析不同工作状态对qZS-CMI状态变量的影响后,建... 以单相级联准Z源逆变器(quasi-Z-Source Cascaded Multilevel Inverter,qZS-CMI)为研究对象,以提高动态响应速度和降低开关频率为研究目标,提出一种优化有限集模型预测控制策略。首先,在分析不同工作状态对qZS-CMI状态变量的影响后,建立其离散时间模型。其次,以MPPT作为输入电流参考,根据所建立的离散时间模型,对准Z源网络的输入电流、输出电容电压、负载电流进行预测,并引入评价函数中,实现qZS-CMI系统的多变量综合协同控制。然后,将平均开关切换次数引入评价函数,优化系统的开关损耗。通过所提模型预测控制方法,无需输出电流控制环和直流侧电压控制环,降低了控制参数的调节难度,提高了系统的动态响应速度。最后,通过建立仿真模型验证了所提算法的有效性和正确性。 展开更多

关键词 光伏 准Z源逆变器 模型预测控制 级联多电平 多目标协同优化控制

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单相准Z源逆变器最优开关矢量集模型预测控制 被引量：1

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作者 游云峰 肖先勇 +3 位作者 马俊鹏 李媛 程俊 王行亚 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第8期2898-2905,共8页

以单相准Z源逆变器(quasi-Z-sourceinverter,q ZSI)为研究对象,以减小逆变器平均开关频率为研究目标,提出一种最优开关矢量集模型预测控制策略。首先,分析不同工作状态对q ZSI状态变量的影响,建立其离散时间模型;其次,根据所建立的离散... 以单相准Z源逆变器(quasi-Z-sourceinverter,q ZSI)为研究对象,以减小逆变器平均开关频率为研究目标,提出一种最优开关矢量集模型预测控制策略。首先,分析不同工作状态对q ZSI状态变量的影响,建立其离散时间模型;其次,根据所建立的离散时间模型,对准Z源网络的输入电流、输出电容电压、负载电流进行预测,结合有限控制集模型预测控制(finitecontrolsetmodelpredictivecontrol,FCS-MPC)策略,实现q ZSI系统的多变量综合协同控制;然后,分析逆变器开关时序,建立最优开关矢量集,通过选取最优开关矢量集,降低了系统的平均开关频率。相比于传统FCS-MPC,通过所提控制算法,在不影响交直流侧优化控制的前提下,降低了15%的平均开关频率。最后,通过建立实验模型验证了所提算法的有效性和正确性。 展开更多

关键词 准Z源逆变器 模型预测控制 最优开关矢量集 多目标协同优化控制

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基于形态的具身智能研究:历史回顾与前沿进展 被引量：31

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作者 刘华平 郭迪 +1 位作者 孙富春 张新钰 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1131-1154,共24页

具身智能强调智能受脑、身体与环境协同影响,更侧重关注智能体与环境的“交互”.因此,在具身智能的研究中,智能体的物理形态与感知、学习、控制的关系起到至关重要的作用.当前,具身智能综合吸收了机构学领域关于形态、结构,机器学习领... 具身智能强调智能受脑、身体与环境协同影响,更侧重关注智能体与环境的“交互”.因此,在具身智能的研究中,智能体的物理形态与感知、学习、控制的关系起到至关重要的作用.当前,具身智能综合吸收了机构学领域关于形态、结构,机器学习领域关于感知、学习,以及机器人领域关于行为、控制等的相关研究成果,形成了相对完整、独立并仍在蓬勃发展的学科分支.但是,目前尚无文献完整地梳理基于形态的具身智能研究进展.本文从这个角度出发,重点围绕基于形态计算的行为生成、基于学习的形态控制,以及基于学习的形态优化这三方面总结重要的研究进展,凝炼相关的科学问题,并总结未来的发展方向,可为具身智能的研究提供参考. 展开更多

关键词 具身智能 形态智能 形态计算 形态控制 形态−控制协同优化

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基于V/V牵引变压器的同相供电系统电能质量混合补偿研究 被引量：18

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作者 张晨萌 陈柏超 +3 位作者 袁佳歆 钟永恒 田翠华 蔡超 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期496-504,共9页

为了综合补偿V/V同相牵引供电系统中的谐波、无功和负序等电能质量问题,提出了一种基于磁控静止无功补偿器(MSVC)和综合电能质量补偿器(HPQC)的电能质量混合补偿方法。通过协同控制MSVC和HPQC使得HPQC的直流电压最小,从而达到完全补偿... 为了综合补偿V/V同相牵引供电系统中的谐波、无功和负序等电能质量问题,提出了一种基于磁控静止无功补偿器(MSVC)和综合电能质量补偿器(HPQC)的电能质量混合补偿方法。通过协同控制MSVC和HPQC使得HPQC的直流电压最小,从而达到完全补偿无功、负序条件下,HPQC有源容量最小。再利用无源滤波器和HPQC有源滤波共同滤除系统中的谐波,实现对系统的负序、无功和谐波的综合补偿。另外还分析了混合补偿系统的负序、无功和谐波电流的实时检测方法,提出了HPQC和MSVC的协同控制策略,使得整个系统响应速度满足补偿要求。与传统有源补偿设备相比,降低了有源部分的补偿容量和直流电压,降低了补偿成本。仿真和实验结果验证了本文提出的混合补偿方法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 同相供电系统电能质量容量优化协同控制

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